汽車防撞系統(tǒng)的研制與實現(xiàn)
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圖2 汽車防撞系統(tǒng)傳感器分布示意圖
圖3 障礙物距離計算示意圖
在ΔABC中，作 BD AC，連接ED和FD，則可求ΔABC的面積SΔABC，即：
故 BD=2SΔABC/AC
4 采用的相關算法
隨著射頻在日常生活中的廣泛應用，人們逐漸發(fā)現(xiàn)射頻測距存在著一定缺陷：①有效作用距離比較短，僅靠提高發(fā)射功率來增加測量距離是很有限的；②測距精度主要取決于回波信號的信噪比，在一定信噪比情況下，僅靠增加前級放大電路的增益來改善測量精度也是非常有限的。為了解決上述問題，在汽車防撞系統(tǒng)中，設想了基于偽碼調(diào)制的射頻發(fā)射與接收系統(tǒng)。
白噪聲瞬時值服從高斯分布(正態(tài)分布)。它的功率譜密度在很寬的頻帶內(nèi)是均勻的，而且自相關函數(shù)具有δ函數(shù)的形狀。偽隨機碼雖然僅有兩個電平，但卻具有類似白噪聲的相關特性，只是其幅度概率分布不再服從高斯分布。所以，可以用偽隨機序列的平衡特性、游程特性和相關特性等來描述白噪聲。偽隨機編碼是用邏輯運算實現(xiàn)的，信號的自相關函數(shù)滿足：
根據(jù)相關函數(shù)定義，設兩個時間函數(shù)為x1(t)、x2(t)，
則
稱為x1(t)的自相關函數(shù)； 
稱為x1(t)，x2(t)的互相關函數(shù)； 在信號檢測理論中有兩類問題：一類是檢測信號，即根據(jù)接收到的混合信號(信號加噪聲或純噪聲)作出有無信號的判斷；另一類是估計參量，即在已檢測出有無信號的基礎上，對信號的某些參量(例如振幅、相位、頻率、脈沖幅度等)或波形作出估計。為了提高抗干擾性，需要尋求在干擾條件下對信號的最佳接收方法。周期性信號的相關函數(shù)仍是周期函數(shù)，而干擾噪聲的相關函數(shù)則是δ函數(shù)。根據(jù)這些差別，可利用相關器檢出混在噪聲干擾中的周期性信號。這種利用時域特性上的差別來檢測信號的方法稱為相關接收法。根據(jù)參考信號不同，相關接收法又分為自相關接收法和互相關接收法。自相關接收法是在無法確知輸入波形(或數(shù)據(jù))的情況下，利用自相關器對之作自相關函數(shù)的運算；互相關接收法是在可以確定參考信號的情況下，利用相關器對輸入波形(或數(shù)據(jù))與本地信號作互相關函數(shù)的運算。本設計中參考信號是本地碼，所以采用互相關接收法。在射頻測距系統(tǒng)中，不僅要對回波信號的有無進行檢測，同時還要對回波信號和發(fā)射信號的延時進行精確的測量。這樣才能準確地知道無線電波傳播所用的時間，進而算出障礙物與車之間的距離。
本文運用先進的射頻技術與穩(wěn)定可靠的相關算法，使汽車具有較強的防撞能力。上述總體設計方案在實驗小車上已經(jīng)實現(xiàn)，并且在一定程度上能夠解決前面所述的始終困擾著相關工作者的兩個關鍵問題，即已經(jīng)具備了較靈敏的測角能力和較強的抗干擾能力，這樣就能夠使汽車具有較強的防撞能力。盡管如此，因為汽車行駛過程當中關系著人的生命安全，所以其性能還有待進一步提高，以增強整個系統(tǒng)的絕對安全性，進而對之進行推廣。
參考文獻
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